水性油墨研发纪实
2024-08-13   来源:北京邮票厂有限公司

       近年来,为推进绿色邮政建设,公司持续开展推进邮票印刷绿色化工作。从2023年12月初,集中力量攻坚影写版印刷采用水性油墨替代溶剂油墨的难题,到2024年5月25日,《第44届全国最佳邮票评选纪念张》的成功发行标志着水性油墨研发取得了圆满成功,发展新质生产力推进企业高质量发展迈出了坚实一步。












 

真抓实干,践行使命担当

       根据北京市关于《印刷工业大气污染物排放标准》的规定,从2024年开始影写邮票使用的印刷油墨VOCs含量应≤30%,导致影写邮票使用的溶剂油墨将被直接淘汰,必须采取更加环保的水性油墨进行替代。

      立足绿色发展生态环保理念,保护职工身心健康,保留发挥影写版邮票印刷优点和防伪优势,保住邮票厂的核心竞争力,并考虑到届时年度最佳邮票评选张追样印刷的一致性,公司成立水性油墨研制团队,肩负使命,明确目标任务,倒排时间进度,迎难而上,确定利用半年左右时间完成研发任务的目标。

      考虑到水性油墨尚没有在高光铜版纸上进行高质量印刷应用的成功先例这一实际情况,我们首先开展了深度调研。从水性油墨印制邮票来看,上世纪80、90年代中国邮政曾发行过多套水性油墨印制的邮票,但存在印制效果不佳、生产作业难度大等问题。近10年来法国邮政持续发行水性油墨印制的邮票,但印制质量存在不足;从水性油墨(影写油墨)原材料来看,存在聚氨酯和丙烯酸的不同体系研究方向,采取与国内水性油墨市场占有量最大的、最早参与水性油墨研发的、以生产水性油墨为主的、科创板第一家油墨企业的、国际生产油墨规模最大的多家公司进行高质量的调研;从水性油墨制版生产作业来看,涉及与制版曲线、印版版纹深度、印刷刮墨刀材质、PH值高低、静电情况、机器运转速度、干燥方式等技术和操作因素。在调研基础上进行深入研究,准确把握水性油墨情况,进行问题梳理、难题排查并作出决策。

敢为人先,不断勇攀高峰

      水性油墨印制邮票面临的挑战,既涉及到网点叠印再现层次的需求,也包含多色系、特殊效果材质、荧光材料的需求,还有现有设备的有限条件等。

       对标影写版溶剂油墨印刷的高标准,在水性油墨研发中坚持高定位、高起点,坚持目标导向,坚持问题导向,统一研发团队思想,强化过程组织领导,开展好水性油墨研发项目攻坚战。不走循序渐进的常规路线,不按部门分工强化团队智慧,大大缩短研发周期,提高了研发效率和研发质量。

       在开展水性油墨印制邮票的适印性方面,进行了不同邮墨厂家、不同油墨材料参数的多轮上机试验。在试验的持续改进中,基本确定了油墨原材料的研发方向,着重解决了邮票印刷高网线的叠印问题等。为满足邮票印刷的荧光防伪需求,创新性地在水性油墨中添加荧光助剂,不断调试荧光材料材质、荧光材质的颗粒度,实现了水性荧光油墨的高质量突破。

       在确定了水性油墨主要材料的情况下,解决邮票高网线印刷的水纹和白点问题,成为研发工作难点中的难点。结合邮票印刷格贝尔机器和车间环境的实际,与水性油墨公司一道,不断调整改进油墨助剂的成分,同时辅助进行印版滚筒参数的细微调整,调整再调整,试验再试验,终于基本解决水纹和白点的最大难题。

       水性油墨在影写版邮票印刷高质量的成功应用,既实现了影写版印刷居于国内领先地位,又实现了影写版邮票居于国际领先地位。

团结协作,集体攻关克难

       针对水性油墨项目专家论证会,专家提出水性油墨印制邮票尚无借鉴案例、尚无成熟材料等情况,研发团队不畏艰难,团结协作,充分发挥每个人的能动性,充分发挥每个部门的执行力,在油墨材料进行不断探索试验的同时,积极推进制版、工艺、设备、操作的不断调整优化协同。

       在制版工艺方面,配合水性油墨的上机印刷,对网穴等制版参数进行优化,对电子雕刻制版曲线进行了调整,结合新引进的激光雕刻设备进行了印版滚筒的制作,并对印版滚筒表面镀层进行了相应微调等。这些改进、优化措施有效提高了水性油墨的印刷适应性和质量稳定性。

      在印刷设备改进方面,针对水性油墨干燥速度慢、影响颜色叠印质量问题,着力研究对现有印刷设备改造方案并不断完善,以最节省的方案,增加了热风烘干系统,提高油墨印刷后的干燥速度,优化了邮票印品的网点再现力,保证了批量印刷生产的可行性。为解决印刷机器的金属刮刀长时间工作过热,对水性油墨结膜的影响,采取陶瓷刮刀材质,保证了印刷的适应性。为避免水性油墨熔点低,静电易引起火灾安全事故的风险,在车间加装除静电装置,保证了安全生产等。

      在印刷操作方面,既要掌握水性油墨印刷的相关规律和具体要求,又要考虑到水性油墨印刷过程对邮票背胶的影响,还要解决因为烘干产生由湿到干过程中纸张变形对套印影响的问题。在试验过程中,从问题中不断研究探索水墨印刷规律,从实践中不断形成新的操作经验。

严谨求实,积极探索创新

       探索创新必须保持严谨求实的工作态度,特别是面对国家名片邮票印品的应用,来不得半点疏忽,必须确保水性油墨研发成果的科学性,能够经得起实践检验和历史检验。水性油墨的各项性能,基本达到或超过溶剂油墨,特别是在油墨密度方面达到了苯油墨的色域范围。

       委托国家纸制品质量检验检测中心、广东省东莞市质量监督检测中心对水性油墨、金银等特殊效果水性油墨、水性荧光油墨及水性油墨冲淡剂等进行了VOC含量检测,检验结果为0.26%,远低于15%的标准要求。

委托中国计量科学研究院国家防伪产品质量检验检测中心,对水性油墨印制邮票产品的文字、网纹、表面特征、印迹等外观质量,墨层耐磨性等特性指标、紫外激发荧光的防伪识别特征,及耐光性、耐温性的耐性指标进行检验,均符合判定要求。

       邀请邮政内外用户,从邮政通信和集邮集藏角度开展水性油墨邮票的评价,对用户关注的盖戳后需快速干燥、不影响影写邮票防伪的打假功能、适合邮票的长期保存等,均能满足需求。从2024年5月25日发行的《第44届全国最佳邮票评选纪念张》来看,印制过程顺利,发行结果圆满。

       在水性油墨研发过程中,邮票人发挥了敢打硬仗,能打胜仗的精神,努力克服了试验条件不足、抓手不够的实际,从溶剂油墨替代苯油墨,再到水性油墨替代溶剂油墨,在中国邮票印制史上都具划时代意义,既是时代发展的要求,也是顺势而为、顺势而成。

       下一步,公司将做好水性邮票印制生产的经验数据总结工作和持续性能优化工作,做好新引进影写设备关于水性油墨测试的验收工作,将水性油墨作为新质生产力转化为企业的核心竞争力,推动企业高质量发展。

编辑:yzjglur2020